СПОСОБ АДАПТАЦИИ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ К ПРИБОРАМ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B64D47/02 

Предлагаемый способ относится к методам обеспечения функционирования систем ночного видения, включающих внешнее и внутрикабинное светотехническое оборудование, например, вертолетов, самолетов, танков и прибор ночного видения, например, очки, бинокли, монокуляры, низкоуровневые телекамеры и т.п., работающий в одно время со свтотехническим оборудованием.

Вышеуказанный способ и устройство для его осуществления применяются при полетах или передвижениях носителей систем ночного видения для обеспечения ориентировки носителей в пространстве, маскировки, исключения паразитных засветок при работе в темное время суток.

Известны следующие способы адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения (под светотехническим оборудованием понимается как внутрикабинное оборудование, состоящее из различных по цвету источников местного или заливающего освещения для подсветки приборов, шкал, панелей управления, так и внешнее, расположенное вне кабины, светотехническое оборудование, бортовые габаритные и сигнальные огни, фары и т.п.):

а) путем ограничения спектра излучения светотехнического оборудования с помощью различного цвета светофильтров (см. свидетельство на полезную модель №6383 от 26.09.2000, МПК 6 В 64 D 47/02; свидетельство на полезную модель №16725 от 21.06.2000. МПК 7 В 64 D 47/02);

б) путем ослабления излучения светотехнического оборудования за счет применения в качестве источников освещения селективных излучателей в виде сверхярких светодиодов (см. свидетельство на полезную модель №14567 от 31.01.2000, МПК 7 В 64 D 47/02).

Недостаток известных способов адаптации заключается в том, что излучение светотехнического оборудования, подавленное светофильтрами или ослабленное, тем не менее существует в области чувствительности прибора, ночного видения (см. фиг.4, спектродиаграмма), являясь паразитной засветкой, и уменьшает дальность наблюдения в темное время суток. Так по нормативным документам достигается реальное подавление излучения в 200 раз, тогда как приборы ночного видения усиливают видимое излучение в десятки тысяч, т.е. отрицательное влияние паразитных засветок существенно.

Далее, т.к. внутрикабинное освещение имеет различные цвета для различных шкал, панелей управления и т.д., то в аналогах их цвет следует подбирать за пределами диапазона чувствительности приборов ночного видения с помощью соответствующих фильтров или пакетов фильтров или необходимых по цвету светодиодов, однако в случае красной подсветки это невозможно, т.к. λ_кр=630 Нм, что не выходит за пределы чувствительности приборов ночного видения. Поэтому вместо красных светодиодов и фильтров в аналогах можно использовать только желто-оранжевые с λ_ор<630 Нм, что является определенным неудобством для пилота, т.к. этот цвет для него непривычен.

Помимо этого применяемые в аналогах приборы ночного видения имеют суженную ИК-область спектральной чувствительности в пределах λ=630-950 Нм, что не позволяет использовать всю энергию излучения в видимом диапазоне.

Что касается внешнего светотехнического оборудования, в аналогах оно предназначено выполнять только сигнальные функции, т.е. указывать габариты левый, правый, перед-зад; проблесковый огонь и т.п., не выполняя каких-либо дополнительных функций, например функций связи, распознавания. Кроме того, такое оборудование демаскирует носитель.

В качестве прототипа авторами выбран способ адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения, реализованный в устройстве по свидетельству на полезную модель №14567 от 31.01.2000, МПК 7 В 64 D 47/02, как наиболее близкий по технической сущности. Недостатки прототипа указаны выше.

Цель изобретения - исключение паразитных засветок и, как следствие, повышение дальности наблюдения, как при одиночном, так и групповом перемещении носителей, исключение демаскирования носителей, расширение функций внешнего светотехнического оборудования, использование его как средства связи и распознавания, а также выбор для подсветки шкал и панелей управления любого (привычного для пилота) цвета, в том числе с излучением в области чувствительности приборов ночного видения, например красного. Помимо этого, предлагаемое изобретение позволяет достичь следующую цель - повышение количества энергии излучения, принимаемой прибором ночного видения, так как можно применять приборы ночного видения со значительно расширенным по сравнению с аналогами диапазоном чувствительности.

Для достижения этой цели используется физиологическая особенность человеческого зрения (используемая в кино, телевидении) - воспринимать дискретную последовательность изображений с частотой выше 10-16 Гц как аналоговую картину. Итак, предлагается способ импульсной адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения, заключающийся в применении в качестве источников света сверхярких светодиодов, способных работать в импульсном режиме, т.е. периодическом их включении/отключении с частотой не ниже 10÷16 Гц и во временной противофазе с сигналами включения изображения в приборе ночного видения, т.е. при включенных светодиодах сигнал на включение изображения в приборе ночного видения отсутствует (не подается), а при выключенных светодиодах сигнал на включение изображения в приборе ночного видения подается и изображение в приборе ночного видения появляется. При этом, глаз пилота дискретное изображение в приборе ночного видения воспринимает как аналоговое (немигающее), а спектр излучения светотехнического оборудования абсолютно не влияет на прибор ночного видения, т.к. оно в эти моменты отключено.

Для осуществления предлагаемого способа известное устройство ("Светотехническое оборудование, адаптированное к приборам ночного видения" свидетельство на полезную модель №14567), содержащее в качестве источников излучения сверхяркие светодиоды, снабжено установленным на носителе блоком синхронизации, передача сигналов при этом может быть проводной, волоконно-оптической, радио- и т.п.

Синхронизация работы приборов ночного видения может осуществляться как с одним, так и с несколькими носителями, а также и между носителями, например между несколькими вертолетами.

Для построения системы закрытой связи по типу "свой-чужой" может быть произведена дополнительная более высокочастотная модуляция излучения. Дополнительная модуляция сигналов блока синхронизации производится модулятором и речесигнализатором, соединенными с ним электрически.

Внешнее светотехническое оборудование дополнительно снабжено инфракрасными светодиодами, работающими в спектре чувствительности приборов ночного видения и обеспечивающих маскировку носителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство состоит из внешнего 1 и внутреннего 2 светотехнического оборудования, устанавливаемого вне кабины 3 пилота или внутри нее. Источники 4, 5, 6 излучения светотехнического оборудования 1 и 2 представляют собой сверхяркие светодиоды (4, 5) и/или инфракрасные излучатели 6. Эти источники соединены с блоком 7 синхронизации, подключенным через модулятор 8 к речесигнализатору 9. Очки 10 ночного видения включают приемник 11 или источник 12 синхросигналов и соединены линией связи 13 с блоком 7 синхронизации. Имеется независимый и удаленный приемник 14 речесигнализатора 9.

Устройство работает следующим образом. Внешнее 1 и внутреннее 2 светотехническое оборудование питаются импульсами напряжения блока 7 синхронизации. Параметры этих импульсов (например, частота, фаза, амплитуда, последовательность) могут изменяться модулятором 8 в зависимости от информации, поступающей с речесигнализатора 9, управляемого через приемник 14 голосом или условными командами.

Импульсы от блока 7 синхронизации по линии связи 13 поступают на очки 10 ночного видения (или другой прибор ночного видения на основе электронно-оптических преобразователей) через приемник 11 синхросигналов. Линия связи 13 при этом может быть разного типа проводной, оптической, радиоканальной. Синхронизация работы очков 10 ночного видения внешнего 1 или внутреннего 2 светотехнического оборудования может осуществляться и в обратном направлении, т.е. не от блока синхронизации к очкам ночного видения, а наоборот от источника 12 синхросигналов очков 10 ночного видения к блоку 7 синхронизации.

Излучение внешнего 1 светотехнического оборудования может излучаться в видимом диапазоне светодиодами 5 и в невидимом инфракрасными излучателями 6, которое воспринимается наблюдателем с другого носителя через очки ночного видения визуально, или может восприниматься приемником 14, обеспечивая закрытую связь между носителями или операторами.

На фиг.2 приведен пример диаграмм синхронизации светотехнического оборудования и очков ночного видения, из которых очевидно что свтотехническое оборудование и очки ночного видения работают в противофазе, т.е. когда светотехническое оборудование излучает свет, очки ночного видения выключаются и свет не воспринимают, а когда очки включаются на восприятие излучения, то светотехническое оборудование выключается. Этим достигается абсолютное исключение паразитных засветок очков ночного видения, не требуется изменять спектральный состав (цвет) излучения внешнего и внутреннего светотехнического оборудования, не требуется сдвигать область чувствительности очков в ИK-область и ограничивать в видимой, что в итоге повышает дальность наблюдения и позволяет применять очки ночного видения так называемого второго поколения, стоимость которых в 2÷3 раза ниже стоимости очков третьего поколения.

На фиг.3 приведен пример частотной или комбинированной модуляции излучения светотехнического речесигнализатором 9, что позволяет скрытно и помехоустойчиво обеспечивать связь между носителями в отличие от обычно применяемых средств радиосвязи. В связи с тем, что частота модуляции выше 12 Гц, она человеческим глазом незаметна вообще, а в очках ночного видения так называемое послесвечение люминофора исключается. Кроме того, работа очков в импульсном режиме делает их более помехоустойчивыми к ярким засветкам.

Таким образом вышеописанные способ и устройство для адаптации светотехнического оборудования преимущественно летательных аппаратов к приборам ночного видения позволяют достигнуть цели изобретения, а именно исключения паразитных засветок и, как следствие, получить положительный эффект - повышение дальности наблюдения, исключение демаскирования носителей, расширение функций внешнего светотехнического оборудования, применение любого (в том числе и красного) цвета для подсветки шкал и панелей управления, повышение помехоустойчивости очков ночного видения.

Группа изобретений относится к средствам обеспечения функционирования систем и приборов ночного видения, работающих в одно время со светотехническим оборудованием. Согласно способу в качестве источников освещения используют светодиоды. Работу светотехнического оборудования и прибора ночного видения осуществляют в импульсном режиме, при этом периодически светотехническое оборудование и изображение прибора ночного видения включают и отключают во временной противофазе с частотой не ниже 16-20 Гц. Устройство содержит блок синхронизации, выходы которого подключены к прибору ночного видения и светотехническому оборудованию для их периодической коммутации. Группа изобретений обеспечивает повышение дальности наблюдения за счет исключения паразитных подсветок, расширение функций внешнего светотехнического оборудования, повышение количества энергии излучения, принимаемой прибором ночного видения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ адаптации светотехнического оборудования преимущественно летательных аппаратов к приборам ночного видения, заключающийся в использовании в качестве источников освещения светодиодов, отличающийся тем, что работу светотехнического оборудования и прибора ночного видения осуществляют в импульсном режиме, при этом периодически светотехническое оборудование и изображение прибора ночного видения включают и отключают во временной противофазе с частотой не ниже 16-20 Гц.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизацию коммутации светотехнического оборудования и изображения прибора ночного видения производят по электрической, оптической или радиоканальной линии связи.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизацию работы светотехнического оборудования осуществляют с приборами ночного видения одновременно для нескольких носителей систем ночного видения.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при построении системы закрытой связи производят дополнительную модуляцию излучения внешнего светотехнического оборудования для опознания и идентификации его носителя по типу “свой-чужой”.5. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее блок синхронизации, выход которого подключен к прибору ночного видения, отличающееся тем, что блок синхронизации снабжен дополнительным выходом, подключенным к светотехническому оборудованию, и выполнен с возможностью осуществления работы светотехнического оборудования и прибора ночного видения в импульсном режиме с периодическим включением и отключением светотехнического оборудования и изображения прибора ночного видения во временной противофазе с частотой не ниже 16-20 Гц.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в него введены модулятор и речесигнализатор, соединенные с боком синхронизации с возможностью дополнительной модуляции его сигналов.